钨酸铋复合光催化剂的制备、表征及光催化性能研究

发布时间：2017-08-07 08:32

  本文关键词：钨酸铋复合光催化剂的制备、表征及光催化性能研究

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【摘要】：近些年人们越来越重视水环境污染问题,寻求一种高效环保的治理方法成为广大科研工作者的共同目标。光催化技术具有清洁、方便、温和等优点,引起社会广大关注。其中,Bi2WO6作为可见光响应光催化剂之一,具有特殊的物相结构、良好的物理化学性质。在可见光利用和光催化降解污染物方面,Bi2WO6已表现出良好的应用前景。本文采取对Bi2WO6改性的方式,制备出复合光催化剂。通过探究复合光催化剂降解环丙沙星的能力,评价其光催化性能。分别采用水热合成法和溶胶凝胶法制备出Bi2WO6纳米材料和Co0.5Zn0.5Fe2O4磁基体,在超声的作用下,合成出不同质量比的Bi2WO6复合磁性光催化剂。对Bi2WO6复合磁性光催化剂分别进行物相结构、形貌结构、比表面积等分析,结果表明,Bi2WO6复合磁性光催化剂的主要物相为Bi2WO6,且结晶度增大。光催化降解环丙沙星研究表明,以500W氙灯为光源,当复合质量比为1：8、光催化剂投加量为75mg、环丙沙星溶液浓度为10mg.L-1、环丙沙星溶液pH为7时,光催化反应120min后Co0.5Zn0.5Fe2O4/Bi2WO6复合磁性光催化剂对环丙沙星的降解率达到最大值92.24%。采用水热合成不同质量比的高岭土/Bi2WO6复合光催化剂。对高岭土/Bi2WO6复合光催化剂分别进行物相结构、形貌结构、比表面积等分析,结果表明,高岭土/Bi2WO6由纳米片自组装而成,呈花球状。高岭土的掺入,使光催化剂的粒径变大。以环丙沙星为目标污染物,考察高岭土/Bi2WO6复合光催化剂的光催化性能发现,当高岭土的掺入量为8wt%时,高岭土/Bi2WO6对环丙沙星的降解效果最好。在光催化反应过程中,光催化剂投加量、环丙沙星初始浓度和pH三个因素对环丙沙星的降解均有一定的影响。以500W氙灯为光源,当光催化剂投加量为50mg、环丙沙星溶液浓度为5mg·L-1、环丙沙星溶液pH为7时,光催化反应120min后8wt%高岭土/Bi2WO6复合光催化剂对环丙沙星的降解率达到最大值97.7%。运用响应曲面法对8wt%高岭土/Bi2WO6复合光催化剂降解环丙沙星的综合效果进行了研究,最后得出各个反应条件的最优值：光催化剂投加量为60mg、环丙沙星溶液初始浓度为6.5mg·L-1、环丙沙星溶液pH为7.19。
【关键词】：Bi_2WO_6 水热合成法 复合 光催化 环丙沙星
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;TQ426
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-28
• 1.1 药物及个人护理品(PPCPs)概述12-16
• 1.1.1 PPCPs的概念12
• 1.1.2 PPCPs的来源12-13
• 1.1.3 PPCPs的分类13-14
• 1.1.4 PPCPs对环境的污染现状14
• 1.1.5 PPCPs的处理方法14-16
• 1.2 光催化技术概述16-19
• 1.2.1 光催化反应的机理16-17
• 1.2.2 光催化技术的应用17-19
• 1.3 Bi_2WO_6的研究进展19-26
• 1.3.1 Bi_2WO_6的简介19
• 1.3.2 Bi_2WO_6的制备方法19-23
• 1.3.3 Bi_2WO_6的改性研究23-26
• 1.4 本论文研究目的及内容26-28
• 1.4.1 研究目的26
• 1.4.2 研究内容26-28
• 第二章 实验内容和样品表征28-32
• 2.1 实验试剂和仪器28-29
• 2.1.1 实验试剂28
• 2.1.2 实验仪器28-29
• 2.2 样品的表征手段29-30
• 2.2.1 X射线衍射(XRD)29
• 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)29
• 2.2.3 透射电子显微镜(TEM)29-30
• 2.2.4 比表面积测定(BET)30
• 2.2.5 荧光光谱(PL)30
• 2.2.6 傅里叶红外光谱(FT-IR)30
• 2.2.7 磁学性质测量系统(MPMS)30
• 2.3 光催化活性测试30-32
• 第三章 Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6复合磁性光催化剂的制备及光催化性能研究32-49
• 3.1 Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4的制备32
• 3.2 Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6的制备32-33
• 3.3 表征分析33-40
• 3.3.1 XRD分析33-34
• 3.3.2 形貌分析34-35
• 3.3.3 FT-IR分析35-36
• 3.3.4 BET分析36-37
• 3.3.5 PL分析37-39
• 3.3.6 VSM分析39-40
• 3.4 光催化性能分析40-46
• 3.4.1 不同光催化剂对环丙沙星的降解分析40-41
• 3.4.2 催化剂复合质量比对光催化性能的影响41-42
• 3.4.3 溶液初始浓度对光催化性能的影响42-44
• 3.4.4 溶液pH对光催化性能的影响44-45
• 3.4.5 光催化剂投加量对光催化性能的影响45-46
• 3.5 光催化降解过程紫外可见吸收光谱分析46-47
• 3.6 光催化剂的重复利用47-48
• 3.7 本章小结48-49
• 第四章 高岭土/Bi_2WO_6复合光催化剂的制备、表征及反应条件优化49-67
• 4.1 高岭土/Bi_2WO_6的制备49
• 4.2 表征分析49-54
• 4.2.1 XRD分析49-50
• 4.2.2 形貌分析50-52
• 4.2.3 FT-IR分析52-53
• 4.2.4 BET分析53-54
• 4.3 光催化性能分析54-55
• 4.4 高岭土/Bi_2WO_6复合光催化剂降解环丙沙星反应条件的优化55-65
• 4.4.1 单因素实验56-59
• 4.4.2 响应曲面设计优化与讨论59-65
• 4.5 光催化剂的重复利用65-66
• 4.6 本章小结66-67
• 第五章 结论与展望67-69
• 5.1 结论67-68
• 5.2 展望68-69
• 参考文献69-78
• 致谢78-79
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录79

【参考文献】

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本文编号：633744